燃料电池及其燃料电池端板组件制造技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池及其燃料电池端板组件，燃料电池端板组件包括燃料电池端板及集成于燃料电池端板上的阳极分水器；阳极分水器的壳体外壁上设置有阳极分水器热交换流道，阳极分水器热交换流道具有第一加热流体进口及第一加热流体出口，阳极分水器热交换流道内的流体为携带或吸收燃料电池的废热的加热流体。上述燃料电池端板组件，充分利用燃料电池系统废热给阳极分水器进行加热，既可以防止阳极分水器内部高温高湿的混合气体降温产生冷凝水，还可以使阳极分水器内部的部分液态水汽化成水蒸气，提高混合气体湿度，进而提高了电堆性能。利用燃料电池的废热，对直接或间接与燃料电池端板接触的部件进行加热，有效提高了燃料电池系统的效率。了燃料电池系统的效率。了燃料电池系统的效率。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池及其燃料电池端板组件


[0001]本专利技术涉及燃料电池设备
，特别涉及一种燃料电池及其燃料电池端板组件。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。
[0003]以质子交换膜燃料电池为例，质子交换膜燃料电池对供氢、供氧以及冷却水的温度比较敏感，并且，对气体增湿及液态水比较敏感；尤其是阳极循环自增湿的质子交换膜燃料电池系统，对阳极水热管理尤为重要。并且，质子交换膜燃料电池作为汽车动力单元，受到不同车型平台布置空间的限制，对体积功率密度和质量功率密度要求较高，需要提高燃料电池系统的集成度。
[0004]目前，燃料电池在运行过程中会产生废热，这部分废热无法利用，导致热量浪费，降低系统效率。
[0005]而燃料电池具有阳极分水器，起到向各分路分配流体的作用。由于阳极分水器内部的流体为高温高湿的混合气体，在高温高湿的混合气体的温度降低后，会产生冷凝水，影响电堆性能。
[0006]因此，如何提高电堆性能及燃料电池系统的效率，是本
人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供了一种燃料电池端板组件，以提高电堆性能及燃料电池系统的效率。本专利技术还提供了一种具有上述燃料电池端板组件的燃料电池。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种燃料电池端板组件，包括燃料电池端板及集成于所述燃料电池端板上的阳极分水器；
[0010]所述阳极分水器的壳体外壁上设置有阳极分水器热交换流道，所述阳极分水器热交换流道具有第一加热流体进口及第一加热流体出口，所述阳极分水器热交换流道内的流体为携带或吸收燃料电池的废热的加热流体。
[0011]可选地，上述燃料电池端板组件中，还包括集成于所述燃料电池端板上的氢气入口组合接头及与所述氢气入口组合接头集成的氢气入口流道；
[0012]所述氢气入口流道包括用于使氢气引射器出口及氢循环泵的出口的气体混合并进入电堆氢气入口的三通连接件和管路；
[0013]所述氢气入口组合接头包括用于与所述电堆氢气入口连接的第一氢气接口、用于与所述氢气引射器出口连接的第二氢气接口、用于与所述氢循环泵的出口连接的第三氢气接口及用于与尾排管路连接的第四氢气接口。
[0014]可选地，上述燃料电池端板组件中，所述氢气入口组合接头还包括用于与氢气入
口压力传感器连接的第一压力传感接口。
[0015]可选地，上述燃料电池端板组件中，所述氢气入口组合接头还包括用于与氢入安全阀连接的第一安全阀接口。
[0016]可选地，上述燃料电池端板组件中，还包括集成于所述燃料电池端板上的氢气出口组合接头及与所述氢气出口组合接头集成的氢气出口流道；
[0017]所述氢气出口流道包括用于使电堆氢气出口的气体进入所述阳极分水器的管路；
[0018]所述氢气出口组合接头包括用于与所述电堆氢气出口连接的第五氢气接口及用于与所述阳极分水器的入口连接的第六氢气接口。
[0019]可选地，上述燃料电池端板组件中，还包括集成于所述燃料电池端板上的空气出入结构；所述空气出入结构包括空气入口组合接头、空气流道及空气出口组合接头；
[0020]所述空气入口组合接头上集成有空气组合阀、空入温度传感器及空入压力传感器，所述空气出口组合接头上集成有空气背压阀；
[0021]所述空气入口组合接头包括与所述空气组合阀的主路出口连接的第一空入接头接口、与所述空入温度传感器连接的第二空入接头接口、与所述空入压力传感器连接的第三空入接头接口及与所述空气组合阀的旁通出口连接的第四空入接头接口；
[0022]所述空气出口组合接头包括用于与所述空气背压阀连接的第一空出接头接口及用于与所述电堆空气出口连通的第二空出接头接口。
[0023]可选地，上述燃料电池端板组件中，还包括集成于所述燃料电池端板上的冷却液出入结构，所述冷却液出入结构包括冷却路入口组合接头、冷却流道及冷却路出口组合接头；
[0024]所述冷却路入口组合接头包括：用于与整车散热器出口连通的第一冷入接口；用于与节温器小循环出口的管路连通的第二冷入接口；用于与中冷器入口管路连通的第三冷入接口；用于与水箱入口连通的入口冷却液排气口；用于与电堆冷却路入口连通的第五冷入接口；
[0025]所述冷却路出口组合接头包括：用于与水泵入口连通的第一冷出接口；用于与所述氢气引射器加热流道入口管路连通的第二冷出接口；用于与冷却路出口温度传感器连接的第三冷出接口；用于与水箱入口连通的出口冷却液排气口；用于与的电堆冷却出口连通的第五冷出接口。
[0026]可选地，上述燃料电池端板组件中，所述阳极分水器包括具有内流道的流体分配区，所述阳极分水器热交换流道位于所述流体分配区外周；
[0027]所述流体分配区的内流道上具有用于与氢循环泵入口连接的第一分配区出口及用于与氢气引射器入口连接的第二分配区出口。
[0028]可选地，上述燃料电池端板组件中，还包括排氢电磁阀底座及与所述排氢电磁阀底座连接的排氢电磁阀；
[0029]所述排氢电磁阀底座与所述流体分配区的内流道连接且所述阳极分水器分离的液态水积累于所述排氢电磁阀底座位处；
[0030]所述阳极分水器热交换流道内的流体经过所述排氢电磁阀底座的外周。
[0031]可选地，上述燃料电池端板组件中，还包括阳极循环单向阀；
[0032]所述阳极循环单向阀集成于所述氢气引射器入口与所述第二分配区出口之间的
联通管道内，所述阳极循环单向阀在所述第二分配区出口到所述氢气引射器入口的方向导通；
[0033]所述阳极分水器热交换流道经过所述阳极循环单向阀的外周。
[0034]可选地，上述燃料电池端板组件中，所述阳极分水器的壳体与所述阳极分水器的端盖连接；
[0035]所述阳极分水器的壳体与所述阳极分水器的端盖通过第一密封圈及第二密封圈密封连接；
[0036]所述第一密封圈位于所述阳极分水器热交换流道与所述流体分配区之间；
[0037]所述第二密封圈位于所述阳极分水器热交换流道与所述阳极分水器的壳体外边缘之间。
[0038]可选地，上述燃料电池端板组件中，还包括集成于所述燃料电池端板上的氢气引射器组件，所述氢气引射器组件包括氢气引射器及氢气喷射器；
[0039]所述氢气引射器集成于所述燃料电池端板上；
[0040]所述氢气引射器包括引射器内部流道、氢气引射器入口、氢气引射器出口、高压供氢入口及氢喷射器安装接口；
[0041]所述氢气引射器入口与所述第二分配区出口相连，所述氢气引射器出口用于与电堆氢气入口相连。
[0042]可选地，上述燃料电池端板组件中，还包括集成于所述燃料电池端板上的氢气引射器加热流道；
[0043]所述氢气引射器加热流道围绕于所述引射器内部流道外周；
[0044]所述氢气引射器加热流道具有第二加热流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池端板组件，其特征在于，包括燃料电池端板(1)及集成于所述燃料电池端板(1)上的阳极分水器(1.3)；所述阳极分水器(1.3)的壳体外壁上设置有阳极分水器热交换流道(1.6)，所述阳极分水器热交换流道(1.6)具有第一加热流体进口(1.6.1)及第一加热流体出口(1.6.2)，所述阳极分水器热交换流道(1.6)内的流体为携带或吸收燃料电池的废热的加热流体。2.如权利要求1所述的燃料电池端板组件，其特征在于，还包括集成于所述燃料电池端板(1)上的氢气入口组合接头(1.1)及与所述氢气入口组合接头(1.1)集成的氢气入口流道；所述氢气入口流道包括用于使氢气引射器出口(1.8.3)及氢循环泵的出口的气体混合并进入电堆氢气入口的三通连接件和管路；所述氢气入口组合接头(1.1)包括用于与所述电堆氢气入口连接的第一氢气接口(1.1.1)、用于与所述氢气引射器出口(1.8.3)连接的第二氢气接口(1.1.2)、用于与所述氢循环泵的出口连接的第三氢气接口(1.1.3)及用于与尾排管路连接的第四氢气接口(1.1.6)。3.如权利要求2所述的燃料电池端板组件，其特征在于，所述氢气入口组合接头(1.1)还包括用于与氢气入口压力传感器连接的第一压力传感接口(1.1.4)。4.如权利要求2所述的燃料电池端板组件，其特征在于，所述氢气入口组合接头(1.1)还包括用于与氢入安全阀连接的第一安全阀接口(1.1.5)。5.如权利要求1所述的燃料电池端板组件，其特征在于，还包括集成于所述燃料电池端板(1)上的氢气出口组合接头(1.2)及与所述氢气出口组合接头(1.2)集成的氢气出口流道；所述氢气出口流道包括用于使电堆氢气出口的气体进入所述阳极分水器(1.3)的管路；所述氢气出口组合接头(1.2)包括用于与所述电堆氢气出口连接的第五氢气接口(1.2.1)及用于与所述阳极分水器(1.3)的入口连接的第六氢气接口(1.2.2)。6.如权利要求1所述的燃料电池端板组件，其特征在于，还包括集成于所述燃料电池端板(1)上的空气出入结构；所述空气出入结构包括空气入口组合接头(1.10)、空气流道及空气出口组合接头(1.11)；所述空气入口组合接头(1.10)上集成有空气组合阀、空入温度传感器及空入压力传感器，所述空气出口组合接头(1.11)上集成有空气背压阀；所述空气入口组合接头(1.10)包括与所述空气组合阀的主路出口连接的第一空入接头接口(1.10.1)、与所述空入温度传感器连接的第二空入接头接口(1.10.2)、与所述空入压力传感器连接的第三空入接头接口(1.10.3)及与所述空气组合阀的旁通出口连接的第四空入接头接口(1.10.4)；所述空气出口组合接头(1.11)包括用于与所述空气背压阀连接的第一空出接头接口(1.11.1)及用于与所述电堆空气出口连通的第二空出接头接口(1.11.2)。7.如权利要求1所述的燃料电池端板组件，其特征在于，还包括集成于所述燃料电池端板(1)上的冷却液出入结构，所述冷却液出入结构包括冷却路入口组合接头(1.12)、冷却流道及冷却路出口组合接头(1.13)；
所述冷却路入口组合接头(1.12)包括：用于与整车散热器出口连通的第一冷入接口(1.12.1)；用于与节温器小循环出口的管路连通的第二冷入接口(1.12.2)；用于与中冷器入口管路连通的第三冷入接口(1.12.3)；用于与水箱入口连通的入口冷却液排气口(1.12.4)；用于与电堆冷却路入口连通的第五冷入接口(1.12.5)；所述冷却路出口组合接头(1.13)包括：用于与水泵入口连通的第一冷出接口(1.13.1)；用于与所述氢气引射器加热流道(1.9)入口管路连通的第二冷出接口(1.13.2)；用于与冷却路出口温度传感器连接的第三冷出接口(1.13.3)；用于与水箱入口连通的出口冷却液排气口(1.13.4)；用于与的电堆冷却出口连通的第五...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯中军，孙贵政，卢兵兵，黄争，王克勇，蔡俊，石伟玉，齐同仑，王鸿鹄，
申请(专利权)人：上海捷氢科技有限公司，
类型：发明
国别省市：